焦化分馏塔底抽出线结焦分析及减缓措施

摘要:延迟焦化分馏塔底抽出线结焦是焦化装置普遍存在的一个问题,通过综合当前国内延迟焦化方面的工艺进展及对焦化装置分馏塔底抽出线结焦情况分析,得到影响分馏塔底抽出线结焦的主要因素有辐射注汽量、冷焦吹汽量、消泡剂的作用、焦炭塔平稳操作以及分馏塔底温度等,同时提出了减缓结焦的措施。

关键词:延迟焦化 结焦 分馏塔底抽出线

兰州石化公司炼油厂1.2Mt/a延迟焦化装置，于2005年6月实现投料试车一次成功。生产过程中发现分馏塔底抽出线结焦严重,在每一个生产周期后期很难建立塔底循环,导致分馏塔底开始结焦,给正常生产带来严重影响。

1、分馏塔底抽出线结焦影响因素分析

1.1 辐射注汽量的影响

注汽量的大小与原料性质、循环比和处理量等有关,对于新装置,为避免炉管结焦,注汽量较大,但这样加速了油气携带焦粉,增加了焦粉进入分馏塔趋势;另外,为保持辐射炉管内一定的介质流速,当处理量大时就可适当减少注汽量,当处理量小时可适当增大注汽量。

1.2 冷焦小吹汽量的影响

焦炭塔在切塔后老塔进行冷焦处理时,由于生焦上部有一定高度的泡沫层和软焦层,如果冷焦时小吹汽量过大,就会有部分泡沫层通过大油气线进入分馏塔底部,加之这时急冷油又切换去了生产塔,不能有效地抑制焦粉和泡沫层进入大油气线和分馏塔。因此冷焦时吹汽量控制要合理,尤其是高负荷生产和焦炭塔的生焦高度比较高时,应尽量减小小吹汽时蒸汽在塔内的线速。

1.3消泡剂的作用

为了降低焦炭塔内泡沫层的高度,防止焦粉通过大油气线携带进入分馏塔底部引起分馏塔底抽出线结焦,一般都要在焦炭塔顶注入消泡剂。但对消泡剂的加入比例还需要作进一步探索,以节约成本,增加效益。

1.4 焦炭塔平稳操作

焦炭塔平稳操作至关重要。切塔过程中，要通过压缩机控制好系统压力，如果操作不当就会有大量压力损失,会加重焦炭塔内的泡沫生成,打乱分馏塔的温度和压力分布，从而发生泡沫失控导致泡沫溢出，引发焦炭塔冲塔，将大量焦粒带入分馏塔底部，堵塞分馏塔底抽出线。冷焦过程中，小吹汽要缓慢给入，控制好给汽量，避免给汽量过大、给汽过猛，将泡沫带入分馏塔底部，堵塞分馏塔底抽出线。

1.5 分馏塔底温度的影响

分馏塔底温度是一个平衡参数，受原料性质、循环比、进料温度、进料量等的影响。分馏塔底液相中含有大量的重质芳胶质，且焦粉含量高，在较高温度下极易结焦，因此，分馏塔底温度要求控制不大于385℃，但是分馏塔底温度过低，会加大加热炉负荷，而且影响整个塔的热平衡。

2、减缓分馏塔底抽出线结焦的措施

2.1 在保证正常生产的情况下，采用较低的注汽量

加热炉炉管注汽是国内延迟焦化装置普遍采用的防止炉管结焦的重要手段之一。在实际生产过程中，根据焦化油在炉管内线速度来确定注汽量。在保证焦化油经过炉管过程中不结焦的最低线速度的情况下，所需要的注汽量即是最小注汽量。兰州石化炼油厂延迟焦化装置加热炉注汽量控制在炉子进料量的0.74%-1.8%，即最小注汽量为加热炉进料量的0.74%，出于对炉管的保护，通常采用注汽量为加热炉进料量的0.9%。

2.2 小吹汽时，缓慢给汽，汽量控制在4-6t/h

由于延迟焦化装置工艺所决定，冷焦初期小吹汽全部进入分馏塔，就对这一工艺操作提出很高要求，避免给后续系统带来负面影响。小吹汽过大、过猛不仅会携带大量泡沫以及焦粉进入分馏塔底部，使分馏塔底抽出线加速结焦，还会使系统压力波动，造成分馏系统压力、温度失衡以及操作紊乱等一系列不良后果。所以小吹汽时，要缓慢给汽，汽量控制根据各自装置生产实际确定，兰州石化炼油厂延迟焦化装置小吹汽量控制为4-6t/h。

2.3 根据实际生产情况，及时注入消泡剂，浓度为110ppm -120ppm

在焦炭塔中注入消泡剂十分重要，可以抑制甚至消除焦炭塔生产过程中的泡沫层。注入消泡剂是间歇性操作，各焦化装置根据生产实际选择恰到好处的注入时机，根据泡沫层高度及密度确定消泡剂注入浓度及注入量。兰州石化炼油厂延迟焦化装置消泡剂配制浓度为110 ppm -120ppm，注入量为1t/d，注入时间根据加工量大小来确定，一般为4h-6h/d。

2.4 平稳焦炭塔操作，防止焦炭塔冲塔

焦炭塔的平稳操作在焦化装置平稳生产过程中至关重要。焦炭塔操作如果出现波动，后续系统要保持平稳操作是很难做到的。如果焦炭塔发生冲塔事故，不仅将大量焦粉带入分馏塔底部，加速分馏塔底抽出线结焦，还会带来更严重的后果，甚至停工。所以保持焦炭塔平稳操作是日常生产过程中重点关注的因素之一。

2.5 控制好分馏塔底温度

分馏塔底液相中含有大量的重质芳胶质，且焦粉含量高，较高温度下极易结焦。因此如何控制分馏塔底温度既不影响加热炉负荷又降低分馏塔底焦化油结焦倾向，是十分关键的。焦化油在380℃以上就会有结焦倾向，所以兰州石化炼油厂延迟焦化装置将分馏塔底温度控制范围定为350℃-360℃。

2.6 分馏塔底加入阻焦剂

阻焦剂可以降低渣油在特定温度下的结焦倾向。兰州石化炼油厂延迟焦化装置在2008年大检修期间在阻焦剂泵出口分出一路接在分馏塔底循环线上，将阻焦剂注入分馏塔底，用来延缓分馏塔底结焦速度，具体效果待装置下一运行周期检验。

2.7 定期清理过滤器

分馏塔底抽出线与塔底循环泵入口之间的板式过滤器的清理工作要引起重视。日常工作中，要注意该过滤器前后压差，当过滤器前压力明显高于过滤器后压力时，应该将过滤器切除进行清理。

3、效果

兰州石化炼油厂延迟焦化装置在实施了以上各项措施后，有效延缓了分馏塔底结焦速度，分馏塔底抽出线结焦倾向得到有效抑制，堵塞频次明显减少，取得了良好效果:(1)在相同的操作条件下，分馏塔底过滤器清理频次由原来一个月清理一次延长至三个月清理一次。(2)在相同的操作条件下，分馏塔底循环量由原来20t/h增加至30t/h-50t/h。(3)在相同的操作条件下，炉管壁温度平均降低10℃。

参考文献

[1]瞿滨.延迟焦化装置技术问答.中国石化出版社,2007年7月第1版.